KR100699226B1 - 스크롤 압축기의 자전방지를 위한 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스크롤 압축기의 자전방지를 위한 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가동스크롤에 수용되는 로터부시와 상기 로터부시를 편심고정시키는 핀 만을 구성한 간단한 구조로 가동스크롤의 자전을 방지하도록 하여 가동스크롤의 자전방지를 위한 복잡한 구성과 구성품을 위한 공간의 부가 구성을 배제시킴으로써, 압축기의 경량화, 소형화를 구현할 수 있으며, 또한, 상기 로터부시가 자기 윤활성을 갖는 재질로 구성되도록 하여 윤활을 위한 별도의 구성 배제되어 제작 비용을 저감시킬 수 있는 스크롤 압축기의 자전방지를 위한 구조에 관한 것이다.

스크롤 압축기, 자전, 선회, 편심, 테프론

Description

스크롤 압축기의 자전방지를 위한 구조{Structure for Preventing Rotation in Scroll Compressor}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스크롤 압축기를 나타낸 단면도,

도 2는 도 1의 부분 분해사시도,

도 3은 도2에서 가동스크롤과 자전방지기구의 결합된 모습을 나타낸 사시도,

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 스크롤 압축기에서 자전방지기구의 작동을 나타낸 예시도,

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스크롤 압축기의 일부를 나타낸 부분 분해사시도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 하우징 11: 전면하우징

12: 결합홀 15: 후면하우징

20: 고정스크롤 21: 나선부

25: 압축실 30: 가동스크롤

31: 나선부 40: 편심회전축

50,150: 자전방지기구 51,151: 로터부시

52,152: 홀 55: 고정핀

70: 트러스트 플레이트 71: 관통홀

100: 스크롤 압축기

본 발명은 스크롤 압축기의 자전방지를 위한 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가동스크롤에 수용되는 로터부시와 상기 로터부시를 편심고정시키는 핀 만을 구성한 간단한 구조로 가동스크롤의 자전을 방지하도록 하여 가동스크롤의 자전방지를 위한 복잡한 구성과 구성품을 위한 공간의 부가 구성을 배제시킴으로써, 압축기의 경량화, 소형화를 구현할 수 있으며, 또한, 상기 로터부시가 자기 윤활성을 갖는 재질로 구성되도록 하여 윤활을 위한 별도의 구성 배제되어 제작 비용을 저감시킬 수 있는 스크롤 압축기의 자전방지를 위한 구조에 관한 것이다.

일반적으로 자동차용 공기조화기는 차량 내부의 온도를 적정온도로 유지시키기 위한 장치로서, 압축기, 응축기, 팽창변, 증발기 등을 구비하여 냉방사이클을 구성한다.

상기 자동차용 압축기는 엔진에서 발생되는 동력의 일부를 인가받아 작동되는데 통상 사판식 압축기와 스크롤식 압축기가 널리 사용되고 있다.

이 중, 상기 스크롤식 압축기의 구조를 간단히 살펴보면, 상기 스크롤식 압축기는 크게 하우징, 고정스크롤, 가동스크롤, 편심축으로 구성된다. 여기서, 상기 고정스크롤은 하우징에 고정되는 것이며, 상기 가동스크롤은 일측이 상기 고정스크 롤과 대향되어 압축실을 형성하고 상기 편심회전축에 의해 하우징의 내부에서 선회되어 상기 고정스크롤과 함께 냉매를 압축한다. 좀 더 상세히 설명하면, 상기 가동스크롤과 고정스크롤의 상호 대향된 면에는 각각 표면에 돌출되게 형성되는 나선부가 형성되며, 상기 가동스크롤의 구동에 의해 상기 가동스크롤의 나선부가 일정궤적으로 선회되어 냉매가 압축되는 것이다. 이때, 상기 가동스크롤은 하우징의 내부에서 선회는 되되, 자전은 방지되어야 하는 바, 종래에 상기 가동스크롤의 자전을 방지하기 위한 기술적 사상이 제시된 바 있으며, 이를 설명하면 다음과 같다.

종래의 스크롤식 냉매 압축기의 자전방지를 위한 기구는 올댐 커플링 구조 및 볼 커플링 기구 등이 사용되었다. 올댐 커플링 구조는 올댐링과 이를 지지하는 슬롯을 정밀 가동해야 하고 작동시 슬라이딩 부위에 윤활을 위한 별도의 윤활 통로를 구비해야 하므로 압축기의 크기가 대형화되는 등의 문제가 있었고 볼 커플링 구조에 있어서는 상당히 다수의 볼을 조립해야 하고 상기 볼을 가이드 하기 위한 다수개의 구멍을 구비한 플레이트가 일정 경도 이상을 갖는 통상 스틸재로 구성이 되어야 하므로 무게가 무거워지고 회전시 이의 회전에 의한 편심력을 상쇄하기 위한 밸런스 웨이트의 무게 또한 증가하는 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 비교적 간단한 구조로 가동스크롤의 자전을 방지하도록 하여 가동스크롤의 자전방지를 위한 복잡한 구성과 구성품을 위한 공간의 부가 구성을 배제시킴으로써, 압축기의 경량화, 소형화를 구현할 수 있는 스크롤 압축기의 자전방지를 위한 구조를 제공하는데 있다.

이와 더불어, 본 발명의 다른 목적은 자전방지을 위한 구성품의 윤활을 위한 별도의 구성 배제되어 제작 비용을 저감시킬 수 있는 스크롤 압축기의 자전방지를 위한 구조를 제공하는데 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명은 하우징에 고정되는 고정스크롤과 상기 하우징의 내부에서 편심회전축에 의해 선회되는 가동스크롤을 포함하는 스크롤 압축기에 있어서, 상기 하우징의 가동스크롤과 접하는 면에 원형의 고정핀이 방사형으로 다수 결합되고, 상기 고정핀과의 결합을 위한 홀이 각각 형성된 다수의 로터부시가 상기 가동스크롤의 일면에 형성된 안내홈에 수용되며, 상기 로터부시의 고정핀과 접하는 부위는 편심되고, 상기 안내홈과 로터부시는 그 크기와 형상이 상호 대응되어 상기 가동스크롤은 상기 로터부시의 회전에 의해 선회되되, 자전은 방지됨을 특징으로 한다.

이와 같은 특징을 갖는 본 발명은 그에 따른 바람직한 실시예를 통해 보다 명확히 설명될 수 있을 것이다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면과 더불어 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스크롤 압축기를 나타낸 단면도이고, 도 2는 도 1의 부분 분해사시도이고, 도 3은 도2에서 가동스크롤과 자전방지기구의 결 합된 모습을 나타낸 사시도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 스크롤 압축기에서 자전방지기구의 작동을 나타낸 예시도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명이 적용된 스크롤 압축기(100)는 하우징(10), 고정스크롤(20), 가동스크롤(30), 편심회전축(40), 자전방지기구(50)를 포함한다.

여기서, 상기 하우징(10)은 분해가능하게 구성되는 바, 본 발명의 실시예에서는 상기 하우징(10)을 전면하우징(11)과 후면하우징(15)으로 나누어 설명함을 밝혀둔다.

상기 하우징(10) 중 전면하우징(11)은 상기 후면하우징(15)과 결합되어 내부부품을 케이싱한다.

상기 고정스크롤(20)은 상기 후면하우징(15)에 볼트 등에 의해 지지, 고정되며, 일면에는 나선부(21)가 형성된다.

상기 가동스크롤(30)은 일면이 상기 전면하우징(11)에 접하고, 타면에는 나선부(31)가 형성되는데, 상기 가동스크롤(30)의 나선부(31)는 상기 고정스크롤(20)의 나선부(21)와 함께 냉매의 압축을 위한 압축실(25)을 형성한다. 이때, 상기 가동스크롤(30)은 상기 전면하우징(11)에 부분 관통되어 회전되는 편심회전축(40)에 의해 상기 하우징(10)의 내부에서 선회된다.(상기 편심회전축에 의해 가동스크롤이 선회되는 구성은 공지된 바 있으므로 별도의 설명은 생략함)

여기서, 상기 가동스크롤(30)과 전면하우징(11) 사이에는 상기 가동스크롤(30)의 선회시 발생되는 마찰력을 감소시키기 위한 트러스트 플레이트(70)가 개재된다. 또한, 상기 가동스크롤(30)은 선회시 자전이 방지되어야 하는 바, 상기 전면 하우징(11)과 가동스크롤(30) 사이에는 상기 가동스크롤(30)의 자전을 방지하기 위한 자전방지기구(50)가 구성된다.

상기 자전방지기구(50)는 로터부시(51), 고정핀(55)을 포함하여 이루어진다.

상기 고정핀(55)은 길이방향의 횡단면을 기준하여 원형의 형상을 취하며, 다수개가 구비되어 상기 전면하우징(11)의 가동스크롤(30)과 접하는 면에 방사형으로 결합된다. 이때, 상기 고정핀(55)은 트러스트 플레이트(70)의 관통홀(71)에 관통되어 상기 전면하우징(11)에 형성된 결합홀(12)에 압입되어 결합될 수 있다.

상기 로터부시(51)는 평면도 상 원형의 형상을 취하며, 상기 가동스크롤(30)의 일면에 형성된 안내홈(미도시)에 수용된다. 여기서, 상기 로터부시(51)와 안내홈(미도시)은 상기 고정핀(55)의 개수에 대응되어 구성 및 형성된다. 이때, 상기 로터부시(51)와 안내홈은 그 크기와 형상이 상호 대응되어 상기 로터부시(51)는 그 중심을 축으로 한 회전만이 가능하고 타 방향으로의 유동 및 편심회전 등은 방지되어야 한다. 또한, 상기 로터부시(51)에는 상기 고정핀(55)과의 결합을 위한 홀(52)이 형성되는데, 상기 홀(52)은 상기 로터부시(51)의 중심을 지나도록 대략 일자형으로 형성된다. 또한, 상기 홀(52)은 높이 방향이 길이가 상기 고정핀(55)의 직경과 일치하며, 가로방향의 길이가 상기 고정핀(55)의 직경 보다 상대적으로 길게 형성된다.

이에 따르면, 상기 고정핀(55)은 상기 로터부시(51)에 지지 결합되되, 결합된 위치가 상기 홀(52)의 가로방향으로 변경될 수 있는 바, 이는 상기 고정핀(55)과 홀(52)의 결합된 지점의 편심량이 가변될 수 있음을 의미한다.

즉, 본 실시예에 따른 구조에 의하면, 상기 고정핀(55)과 홀(52)이 압축기의 용량 및 크기 등에 따라 적정치로 편심 결합되는 것이 가능한 것이다.

한편, 상기 로터부시(51)는 전술한 바 있듯, 상기 가동스크롤(30)의 선회시 상기 가동스크롤(30)의 자전을 방지하기 위하여 상기 전면하우징(11)의 안내홈에 수용된 채, 지속적으로 회전되는 바, 그 재질에 있어서는 특정됨이 바람직할 것이다.

이에 따라, 상기 로터부시(51)는 록크웰 경도(HRC) 50 이상의 스틸을 주재질로 한다. 상기 스틸로서는 베어링강이 채택되어 사용될 수 있다.

또한, 상기 로터부시(51)는 용이한 회전을 위해 자기 윤활성을 갖는 재질을 포함하며, 상기 자기 윤활성을 갖는 재질의 예로서, 테프론이 채택되어 사용될 수 있다.

상기한 바에 의하면, 상기 로터부시(51)는 베어링강을 주성분으로 테프론을 포함하는데, 보다 상세한 실시의 예로서 상기 로터부시(51)는 베어링강의 외면에 테프론이 도포되어 구성될 수 있다.

상기와 같은 구조에 의하면, 상기 자전방지기구(50)는 다수의 고정핀(55)과 이에 대응 결합되는 로터부시(51)를 통해 상기 가동스크롤(30)이 자전되지 않도록 한다. 이때, 상기 가동스크롤(30)의 선회시에는 상기 고정핀(55)에 의해 편심된 로터부시(51)의 회전에 의해 상기 가동스크롤(30)의 선회궤적이 유지된다. 또한, 상기 로터부시(51)는 비교적 고경도를 갖는 베어링강으로 구성되어 신뢰성 있는 내구 성이 확보되며, 그 외면에는 테프론이 도포되어 윤활을 위한 별도의 구성 및 구조 없이도 용이한 회전을 할 수 있게 된다.

한편, 상기 로터부시에 형성된 홀의 형상을 변경함으로써 다른 실시예가 가능한데, 이를 설명하면 다음과 같다. 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스크롤 압축기의 일부를 나타낸 부분 분해사시도이다. (본 실시예에서 전술된 실시예와 동일한 구성품에 대해서는 동일한 도번을 사용한다.)

본 실시예의 자전방지기구(150)에서 홀(152)은 상기 고정핀(55)과의 결합시 용이하도록 상기 로터부시(151)의 중심을 기준하여 방사형으로 다수개 형성된다. 여기서, 상기 홀(152)은 상기 로터부시(151)의 중심을 기준하여 편심된 위치에 형성되고, 이에 따라 상기 로터부시(151)의 고정핀(55)과 접하는 부위가 편심된 지점에 위치하게 된다. 그리고, 상기 홀(152)의 형상에 있어서는 상기 홀(152)은 길이방향의 횡단면을 기준하여 상기 고정핀(55)과 대응되는 형상, 즉, 원형의 형상을 취하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 고정핀(55)을 기준한 상기 홀(152)의 크기에 있어서는 상기 고정핀(55)은 길이방향의 횡단면을 기준하여 그 직경이 상기 홀의 내경 보다 상대적으로 작게 형성되는 것이 바람직하다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 가동스크롤에 수용되는 로터부시와 상기 로터부시를 편심고정시키는 핀 만을 구성한 간단한 구조로 가동스크롤의 자전을 방지하도록 하여 가동스크롤의 자전방지를 위한 복잡한 구성과 구성품을 위한 공간의 부가 구성을 배제시킴으로써, 압축기의 경량화, 소형화를 구현할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 상기 로터부시가 자기 윤활성을 갖는 재질로 구성되도록 하여 윤활을 위한 별도의 구성 배제되어 제작 비용을 저감시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (9)

1. 하우징(10)에 고정되는 고정스크롤(20)과 상기 하우징(10)의 내부에서 편심회전축(40)에 의해 선회되는 가동스크롤(30)을 포함하는 스크롤 압축기(100)에 있어서,

   상기 하우징(10)의 가동스크롤(30)과 접하는 면에 원형의 고정핀(55)이 방사형으로 다수 결합되고, 상기 고정핀(55)과의 결합을 위한 홀(152)이 각각 형성된 다수의 로터부시(151)가 상기 가동스크롤(30)의 일면에 형성된 안내홈에 수용되며, 상기 로터부시(151)의 고정핀(55)과 접하는 부위는 편심되고, 상기 안내홈과 로터부시(151)는 그 크기와 형상이 상호 대응되어 상기 가동스크롤(30)은 상기 로터부시(151)의 회전에 의해 선회되어 자전이 방지되되,

   상기 홀(152)은 길이방향의 횡단면을 기준하여 상기 고정핀(55)과 대응되는 형상을 갖으며 상기 로터부시(151)의 중심을 기준하여 편심된 위치에 형성되거나 상기 로터부시(151)의 중심을 기준하여 방사형으로 다수개 형성된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 자전방지를 위한 구조.
2. 하우징(10)에 고정되는 고정스크롤(20)과 상기 하우징(10)의 내부에서 편심회전축(40)에 의해 선회되는 가동스크롤(30)을 포함하는 스크롤 압축기(100)에 있어서,

   상기 하우징(10)의 가동스크롤(30)과 접하는 면에 원형의 고정핀(55)이 방사형으로 다수 결합되고, 상기 고정핀(55)과의 결합을 위한 홀(52)이 각각 형성된 다수의 로터부시(51)가 상기 가동스크롤(30)의 일면에 형성된 안내홈에 수용되며, 상기 로터부시(51)의 고정핀(55)과 접하는 부위는 편심되고, 상기 안내홈과 로터부시(51)는 그 크기와 형상이 상호 대응되어 상기 가동스크롤(30)은 상기 로터부시(51)의 회전에 의해 선회되어 자전이 방지되되,

   상기 홀(52)은 일자형으로 형성되며 그 가로방향의 길이가 상기 고정핀(55)의 직경 보다 상대적으로 길게 형성된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 자전방지를 위한 구조.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 고정핀(55)은 길이방향의 횡단면을 기준하여 그 직경이 상기 홀(152)의 내경 보다 상대적으로 작게 형성된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 자전방지를 위한 구조.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 로터부시(51,151)는 자기 윤활성을 갖는 재질을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 자전방지를 위한 구조.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 로터부시(51,151)의 자기 윤활성을 갖는 재질은 테프론 인 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 자전방지를 위한 구조.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 로터부시(51,151)는 록크웰 경도(HRC) 50 이상의 스틸을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 자전방지를 위한 구조.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 스틸은 베어링강 인 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 자전방지를 위한 구조.
8. 삭제
9. 삭제

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